壓裝機按照動(dòng)力來(lái)源主要分為氣動(dòng)、液壓和伺服三類(lèi),目前數量最多的為氣動(dòng)和液壓,為了規避自身定位精度差的缺點(diǎn),多使用伺服壓力機模式,依靠工裝模具來(lái)保證定位精度,針對大型零部件或非標件則需要使用伺服壓力機來(lái)保證定位精度。
鑫臺銘新伺服壓力機是由交流伺服電機驅動(dòng),通過(guò)高精度滾珠絲杠的輸出作用力,把電機旋轉運動(dòng)轉化為電缸出軸直線(xiàn)運動(dòng)。通過(guò)高精密載荷傳感器采集推力值,電機的編碼器輸出位置信號,實(shí)現壓力控制和位置控制,另外可使用光柵尺等位置傳感器實(shí)現位置全閉環(huán)控制,規避機架變形帶來(lái)的位置誤差,實(shí)現不依賴(lài)模具進(jìn)行精密壓裝作業(yè)。
市場(chǎng)發(fā)展趨勢:
1、伺服壓裝機目前市場(chǎng)處于快速增長(cháng)過(guò)程中,應用場(chǎng)合從高端的汽車(chē)裝配、精密儀表裝配擴散到家電核心機電零部件、電機裝配等其它行業(yè),越來(lái)越多的油壓機、氣動(dòng)壓機被替換為伺服壓裝機,以提高控制精度、進(jìn)行質(zhì)量檢測、保存生產(chǎn)數據等。
2、需求更高的位置控制精度和壓力控制精度,現在隨著(zhù)越來(lái)越多的零部件生產(chǎn)進(jìn)入多品種小批量生產(chǎn)過(guò)程,以往依靠工裝提供定位、保護、導向等功能,工裝設計的較為復雜,如果品種過(guò)多將會(huì )增加工裝投入、換模過(guò)程耗時(shí)、維護繁瑣等不良后果?,F在要求壓裝定位精度在任意負載下都需要達到±0.01mm、壓力精度在壓力量程范圍內控制精度±0.5%FS,同時(shí)要求壓裝過(guò)程中電缸出軸在行程范圍內偏擺≤0.05mm,這樣就可以大大降低工裝的設計要求,工裝這邊只提供基本的定位功能即可。此外,壓裝過(guò)程中使用運動(dòng)控制算法,位置、壓力不易過(guò)沖,可進(jìn)一步減少廢品的產(chǎn)生。
3、壓裝質(zhì)量最重要的影響因素是配合面公差尺寸的大小,以電機轉子軸裝入鐵芯為例,如果公差過(guò)盈量過(guò)大,則會(huì )使得轉子與鐵芯過(guò)緊,裝配后容易使得轉子軸端圓跳動(dòng)過(guò)大,影響電機電磁特性,如果公差過(guò)盈量過(guò)小,則會(huì )使得轉子軸與鐵芯壓裝力不夠,影響電機出力。此外,電機轉子軸自身長(cháng)度也會(huì )影響壓裝效果,來(lái)料尺寸偏差過(guò)大也會(huì )造成壓裝質(zhì)量缺陷。但是由于過(guò)盈量在壓裝后無(wú)法通過(guò)尺寸測量等直觀(guān)的辦法進(jìn)行檢測,所以在壓裝過(guò)程中直接監控位移-壓力曲線(xiàn)進(jìn)行壓裝質(zhì)量判斷成了必不可少的功能?;趤?lái)料符合公差要求、加工過(guò)程一致所產(chǎn)生加工過(guò)程的位移-壓力曲線(xiàn)也一致的原理,根據壓裝工藝要求可以設置不同的檢測條件,將不符合檢測條件的產(chǎn)品作為疑似不良品篩選出來(lái),這樣就確保了流入后續工序的產(chǎn)品都是符合工藝要求的。這樣將檢測和生產(chǎn)合二為一,有效的減輕了后續質(zhì)檢崗位的投入,同時(shí)質(zhì)量保護及時(shí)干預也可以避免將產(chǎn)品加工為廢品造成浪費。
質(zhì)量檢測過(guò)程要求壓裝機系統至少按照1000次/秒的頻率來(lái)實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過(guò)程的位移-壓力,并以曲線(xiàn)的方式實(shí)時(shí)顯示出來(lái),這樣顯示的位移-壓力曲線(xiàn)才盡可能準確反映壓裝過(guò)程,來(lái)有效識別來(lái)料公差超限、位置放反、加工過(guò)程異常等情況,自動(dòng)判定壓裝產(chǎn)品是否合格,保證100%有效檢測。
4、豐富的數據交互接口和處理能力,壓裝過(guò)程中實(shí)時(shí)采集的位移-壓力曲線(xiàn)數據、壓裝結束后捕獲的關(guān)鍵生產(chǎn)數據等,這些數據數據量往往較大,再加上連續生產(chǎn),累加后產(chǎn)生的數據量更是驚人,所以需要壓機系統一方面可以在本地進(jìn)行存儲,另一方面可以通過(guò)各種總線(xiàn)接口與MES系統對接,將數據上傳,在服務(wù)器側進(jìn)行數據存儲和追溯分析。
5、整體部署便捷且允許客戶(hù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)功能,由于壓裝機面向的目標市場(chǎng)眾多,不同的產(chǎn)品有不同的工藝要求,目前針對最終市場(chǎng)需要較多的系統集成商來(lái)提供各種自動(dòng)化設備,這就要求伺服壓裝機整體部署便捷,易于集成到各種自動(dòng)化工作站或產(chǎn)線(xiàn)中。此外,不同的產(chǎn)品需求的工藝過(guò)程和與外圍設備交互的邏輯順序會(huì )有較大不同,也要求壓機系統提供豐富易用的二次開(kāi)發(fā)工具,便于集成商調整編寫(xiě)控制系統,滿(mǎn)足產(chǎn)品高效生產(chǎn)的需求。
a、使用PLC作為主控制器,驅動(dòng)器工作在位置模式上,運動(dòng)過(guò)程的調節在PLC應用層進(jìn)行控制,壓力環(huán)較為簡(jiǎn)單,功能也較為簡(jiǎn)單。
b、使用運動(dòng)控制卡+工控機作為主控制器,基于PC的人機交互界面功能較為豐富,可以采集壓裝過(guò)程曲線(xiàn)并顯示,運動(dòng)控制功能也比較完善。所缺乏的是在運動(dòng)控制算法層面沒(méi)有針對壓力控制專(zhuān)門(mén)定制,針對壓力、電流、位置在驅動(dòng)器或運動(dòng)控制算法層面沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的保護。
現在隨著(zhù)零件加工精度的提升,裝配過(guò)程已經(jīng)變?yōu)橹萍s整機品質(zhì)最重要的因素,這也是智能壓裝蓬勃發(fā)展的基礎。發(fā)展智能壓裝工藝、完善壓裝單元各部件構成、提升壓裝性能,這些都是我國從“機械大國”走向“機械強國”的重要支撐,也需要越來(lái)越多同行者加入,以早日實(shí)現跨越式的發(fā)展之路。
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